【Redis】常用数据类型：String、List、Set、Hash、Zset
文章目录
- Redis键（key）
- 字符串（String）
-
- 常用命令
- String的数据结构
- 列表（List）
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- 常用命令
- List的数据结构
- 集合（Set）
-
- 常用命令
- Set的数据结构
- 哈希（Hash）
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- 常用命令
- 数据结构
- 有序集合（Zset）
-
- 常用命令
- Zset数据结构
Redis键（key）
基本命令
keys * ：查看当前库所有key
exists key：判断某个key是否存在
type key ：查看key是什么类型
del key : 删除指定的key数据
unlink key ： 根据value选择非阻塞删除（仅将keys从keyspace元数据中删除，真正的删除会在后续的异步操作）
expire key 10 10秒钟：为给定的key设置过期时间。
ttl key ： 查看还有多少秒过期，-1表示永不过期，-2表示已过期。
字符串（String）
String是一个Redis最基本的类型，可以理解成与Memcached一样的类型，一个key对应一个value。
String类型是二进制安全的。意味着Redis的string可以包含任何数据。比如jpg图片，序列化的对象。
String类型是Redis最基本的数据类型，一个Redis中字符串value最多可以是512M。
常用命令
set：设置键值对
get：取值
append < key> < value>：将给定的< value >追加到原值的末尾。
strlen < key >：获得值得长度
setnx < key >< value >只在key不存在时，设置key的值。
如图，失败返回0，成功返回1
incr < key > ： 将key中存储的数字值增1。只能对数字值操作，如果为空，新增值为1。
decr < key > ：将key中存储的数字值减一。只能对数字值操作，如果为空，新增值为-1。
incrby / decrby < key > < 步长 > 将key中存储的数字值增减。自定义步长。
这个操作是要保持原子性的。所谓原操作，是指不会被线程调度机制打断的操作；
这种操作一旦开始，就一直运行到结束，中间不会切换到另一个线程。
- 在单线程中，能够在单条指令中完成的操作都可以认为是“原子操作”，因为中断只能发生在指令之间。
- 在多线程中，不能被其他进程（线程）打断的操作就叫原子操作。
Redis单命令的原子性主要得益于Redis的单线程。
mset < key1 > < value1> < key2 > < value2>…
同时设置一个或多个key-value对。
mget < key1> < key2 > < key3 >…
同时获取一个或多个value。
msetnx < key1> < value1> < key2> < value2>…
同时设置一个或多个key-value对，当且仅当所有给定key都不存在。
且也具有原子性，有一个失败则都失败。
getrange < key> < 开始位置 > < 结束位置 >
获取值的范围，相当于 substr()。
setrange < key > < 起始位置> < value >
用 < value >覆写 < key >所存储的字符串值，从< 起始位置 > 开始（索引从0开始）。
setex < key > < 过期时间> < value >
设置键值的同时，设置过期时间，单位秒。
如图，设置一个key-value后，ttl查看过期时间，-2表示已过期。
getset < key > < value >
以新换旧，设置了新值同时获得旧值。
String的数据结构
String的数据结构为简单的动态字符串，采用预分配冗余空间的方式来减少内存的频繁分配。
内部为当前字符串实际分配的空间capacity，一般要高于实际字符串len。当字符串长度雄安与1M时，扩容都是加倍现有的空间，如果超过1M，扩容时一次会多扩1M的空间。字符串最大长度为512M。
之前利用C/C++的柔性数组实现过一个简单的String类，可作为参考：
点此查看 > >【C++模拟实现String】
列表（List）
List：单键多值
Redis的列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部（左边），或者尾部（右边）。
他的底层实际上是一个双向链表，对两端的操作性能很高，通过索引下标的操作中间的节点性能会较差。
常用命令
lpush/rpush < key > < value1 > < value2 >…
从左边/右边插入一个或多个值
lrange < key > < start > < stop >
按照索引下标获得元素（从左到右），若stop为-1，表示取所有值
如图：插入一个键值对后，使用lrange查看，发现是 v3 v2 v1，那么它是怎样插入的呢？
rpush示例：
那么它的插入方式为：
lpop/rpop < key > 从左边、右边吐出一个值。
值在键在，值光键亡
rpoplpush < key1> < key2>
从< key1>列表右边吐出一个值，插入到 < key2>列表左边
lindex < key> < index> 按照索引下标获得元素（从左到右）
llen < key> 获取列表长度
linsert < key> before < value > < newvalue> 在 < value > 的后面插入newvalue
lrem < key> < n > < value >
从左边删除n个value（从左到右）
lset < key> < index > < value >
将列表key下标为index的值替换为value
List的数据结构
List的数据结构为快速链表 quickList
首先在列表元素较少的情况下会使用一块连续的内存存储，这个结构是ziplist，也即是压缩列表。
它将所有的元素紧挨着一起存储，分配的是一块连续的内存。当数据量过多时才会改成quickList。
因为普通的链表需要的附加指针空间太大，会比较浪费空间，比如这个列表里村的是int类型数据，结构上还需要两个额外的指针prev和next。
Redis将链表和ziplist结合起来组成了quicklist。也就是将多个ziplist使用双向指针串起来使用。这样既满足了快速插入删除性能，又不会出现太大的空间冗余。
集合（Set）
Redis的set对外提供的功能与list类似，是一个列表的功能，特殊之处在于set是可以自动排重的，当要存储一个列表数据，又不希望出现重复数据时，set是一个很好的选择。
并且set提供了判断某个成员是否在一个set集合内的重要接口，这个也是list所不能提供的。
Redis的Set时String类型的无序集合，它底层其实是一个value为null的哈希表，所以添加，删除，查找的复杂度都是O(1)。
常用命令
sadd < key> < value1> < value2>…
将一个或多个member元素加入到集合key中，已经存在的member元素将被忽略。
smembers < key>
取出该集合的所有值
sismember < key> < value>
判断集合< key> 是否为含有该 < value>值，有返回1，没有返回0。
scard < key>
查询 < key>的元素个数
srem < key> < value1> < value2>…
删除集合中的某个元素
spop < key >
随机从该集合中吐出一个值。
srandmember < key> < n>
随机从该集合中取出n个值，不会从集合中删除元素
smove < source> < destination> value
把集合中一个值从一个集合移动到另一个集合
如图，先将v3从k1移动到k2，但由于set自带去重，所以k2里还是只有一个v3；但移动v1，就不会去重，直接移动到k2。
sinter < key1> < key2>
返回两个集合的交集元素
sunion < key1> < key2>
返回两个集合的并集元素
sdiff < key1> < key2>
返回两个集合的差集元素（k1中的，不包含k2中的）
Set的数据结构
Set数据结构用的是dict字典，字典是用哈希表实现的。
Java中hashSet的内部实现使用的是HashMap，只不过所有的value都指向同一个对象，Redis的Set结构也是一样的，他的内部也使用的hash结构，所有的value都指向同一个内部值。
哈希（Hash）
Redis hash是一个键值对集合。
Redis hash是一个string类型的 field 和value的映射表，hash特别适合存储对象。
用户ID为查找的key，存储的value用户对象包含姓名，年龄，生日等信息，如果用普通的key-value结构来存储，主要有以下2种存储方式：
第一种直接将所有数据序列化，后续想要更改某个字段，需要把整个对象反序列化取出来，比较麻烦；第二种方法对每个字段都进行key-value存储，会比较冗余。所以采用下面的hash方法。
常用命令
hset < key> < field> < value>
给< key>集合中的 < field>键赋值< value>
hget < key1> < field>
从 < key1>集合 < field>取出 value
hmset < key1> < field1> < value1>< field2>< value2>…
批量设置hash的值。
hexists < key1> < field>
查看哈希表key种，给定域field是否存在
hkeys < key>
列出该hash集合的所有field
hvals < key>
列出该hash集合的所有value
hincrby < key> < field> < increment>
为哈希表key中的域field的值加上增量（1， -1）
hsetnx < key> < field>< value>
将哈希表key中的域field的值设置为value,当且仅当field不存在
数据结构
Hash类型对应的数据结构是两种：ziplist（压缩列表），hashtable（哈希表）。当field-value长度较短且个数较少时，使用ziplist，否则使用hashtable。
有序集合（Zset）
Redis有序集合Zset与普通集合Set非常相似，是一个没有重复元素的字符串集合。
不同之处在于有序集合的每个成员都关联了一个评分（score），这个评分（score）被用来按照从低分到最高分的方式排序集合中的成员。集合的成员是唯一的，但是评分可以重复的。
因为元素是有序的，所以也可以很快的根据评分（score）或者次序（position）来获取一个范围的元素。
访问有序集合的中间元素也是非常快的，因为能够使用有序集合作为一个没有重复成员的智能列表。
常用命令
zadd < key> < score1> < value1> < score2>< value2>…
将一个或多个member元素及其score值加入到有序集key当中。
zrange < key>< start>< stop> [WITHSCORES]
返回有序集key中，下标在< start>< stop>之间的元素。
带WITHSCORES，可以让分数一起和值返回到结果集。
zrangebyscore key minmax [withscores] [limit offset count]
返回有序集key中，所有score值介于min和max之间（包括等于min或max）的成员。
有序集成员按score值递增（从小到大）次序排列。
zrevrangebyscore key minmax [withscores] [limit offset count]
同上，改为从大到小排列。
zincrby < key>< increment>< member>
为成员的score加上增量
zrem < key>< value>
删除该集合下，指定值的元素。
zcount < key>< min> < max>
统计该集合，分数区间内元素个数
zrank < key>< value>
返回该值在集合中的排名，从0开始
Zset数据结构
SortedSet(Zset)是Redis提供的一个非常特别的数据结构，一方面它等价于Java的数据结构Map< String, Double >，可以给每一个元素value赋予一个权重score，另一方面它又类似于TreeSet，内部的元素会按照权重score进行排序，可以得到每个元素的名次，还可以通过score的范围来获取元素的列表。
Zset底层用了两个数据结构
（1）hash,作用就是关联元素value和权重score，保障元素value的唯一性，可以通过元素value找到相应的score值。
（2）跳跃表，目的是在于给元素value排序，根据score的范围获取元素列表。
实例
对比有序链表和跳跃表，从链表中查询元素51.
1） 有序链表
需要从第一个元素开始比较，需要六步
2） 跳跃表
从最上层开始，1节点比51小，向后比较；
21比51小，向后比较，后面是NULL，则往下走一层；
在第一层，41比51小，继续向后，61比51大，所以从41节点往下找；
在第0层，51为待查找节点，一共查找4次。
所以效率会比链表高。
